在新發(fā)展階段，按照高質(zhì)量發(fā)展要求，國(guó)家局做出了建設(shè)“全國(guó)煙草生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理一體化平臺(tái)”的重要戰(zhàn)略部署，明確“1242”總體架構(gòu)，“1”即一個(gè)云平臺(tái)，由行業(yè)主中心節(jié)點(diǎn)、行業(yè)副中心節(jié)點(diǎn)和省級(jí)工商企業(yè)節(jié)點(diǎn)形成兩級(jí)多點(diǎn)的“1+1+N”總體布局，為行業(yè)提供基礎(chǔ)設(shè)施資源服務(wù)和技術(shù)能力服務(wù)；“2”即兩個(gè)中臺(tái)，包括業(yè)務(wù)中臺(tái)和數(shù)據(jù)中臺(tái)，在行業(yè)兩級(jí)部署，形成適應(yīng)兩級(jí)架構(gòu)可迭代成長(zhǎng)的行業(yè)數(shù)字中臺(tái)體系，為行業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)行和數(shù)據(jù)智能提供共享共用的應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)；“4”即四大企業(yè)應(yīng)用，以業(yè)務(wù)中臺(tái)的共享服務(wù)中心為依托，綜合利用桌面應(yīng)用和移動(dòng)應(yīng)用等方式，支撐各企業(yè)在煙葉生產(chǎn)、卷煙制造、商業(yè)流通和政務(wù)管理等方面的應(yīng)用；“2”即行業(yè)管控、行業(yè)決策兩大應(yīng)用，提供行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理全鏈路、全方位決策支撐。行業(yè)“1242”總體架構(gòu)及云平臺(tái)“1+1+N”總體布局分別如下圖所示。

圖1：行業(yè)“1242”總體架構(gòu)

圖2：行業(yè)云平臺(tái)“1+1+N” 總體布局

從上圖可看出，四大企業(yè)應(yīng)用、兩大行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)產(chǎn)生大多在邊緣節(jié)點(diǎn)，經(jīng)省級(jí)、行業(yè)節(jié)點(diǎn)傳輸匯聚于行業(yè)級(jí)云平臺(tái)。對(duì)數(shù)據(jù)處理的時(shí)效性而言，若缺少云邊數(shù)據(jù)協(xié)同、應(yīng)用管理協(xié)同僅依靠行業(yè)中心云平臺(tái)處理，傳輸、反饋時(shí)間會(huì)使得數(shù)據(jù)處理效率大打折扣；其次，省級(jí)云平臺(tái)既屬于行業(yè)級(jí)中心云平臺(tái)的邊緣節(jié)點(diǎn)，又是承載本省全量業(yè)務(wù)的核心節(jié)點(diǎn)在資源調(diào)度、業(yè)務(wù)處理時(shí)具有雙重屬性，若缺乏云邊資源協(xié)同、業(yè)務(wù)協(xié)同等，則會(huì)極大增加兩級(jí)云平臺(tái)的資源能耗。再次，各省級(jí)云平臺(tái)建設(shè)模式（自建、未建、傳統(tǒng)IDC等）、選用技術(shù)（阿里云、華為云等）、終端設(shè)備連接類型（有線、無線）不同，若欠缺多業(yè)務(wù)接入場(chǎng)景及多接入邊緣計(jì)算場(chǎng)景的云邊協(xié)同，則難以垂直管理邊端設(shè)備，提供按應(yīng)用需求分配的網(wǎng)絡(luò)帶寬及細(xì)粒度的業(yè)務(wù)感知和QoS保障。

有鑒于此，煙葉平臺(tái)項(xiàng)目組結(jié)合業(yè)務(wù)系統(tǒng)2級(jí)部署及電子地圖、電子合同應(yīng)用等實(shí)時(shí)性、低延遲特征，遵循“業(yè)務(wù)應(yīng)用在邊緣，管理在云端”模式，按照數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲(chǔ)存、加工和展示的信息處理技術(shù)理論，在充分考慮2級(jí)多點(diǎn)云平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)交互、網(wǎng)絡(luò)承載、能效計(jì)算、接入安全等基礎(chǔ)上提出了“云邊協(xié)同”的設(shè)計(jì)構(gòu)思，期為后續(xù)行業(yè)統(tǒng)籌規(guī)劃1242架構(gòu)下的云邊端一體化提供借鑒、參考。

一、 理論上的技術(shù)互補(bǔ)

云平臺(tái)作為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息技術(shù)體系的重要組成部分，是支撐云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新信息化技術(shù)的重要載體。云計(jì)算是一種集中式服務(wù)，所有數(shù)據(jù)都通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆朴?jì)算中心進(jìn)行處理。云計(jì)算的核心是可以將很多的計(jì)算機(jī)資源協(xié)調(diào)在一起，用戶通過網(wǎng)絡(luò)就可以獲取到無限的資源，同時(shí)獲取的資源不受時(shí)間和空間的限制。

邊緣計(jì)算是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的開放平臺(tái)。其功能是就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷連接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。

隨著行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)，智能終端、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用將不斷增多，網(wǎng)絡(luò)邊緣產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)將會(huì)給傳輸網(wǎng)絡(luò)和云計(jì)算中心帶來巨大壓力。若在終端上執(zhí)行大量計(jì)算任務(wù)（地圖導(dǎo)航、VR巡檢、AR）將消耗終端的算力，對(duì)終端配置升級(jí)的需求也將與日俱增；將計(jì)算放在云中心，又會(huì)面臨高昂的傳輸成本和較高的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。若將云計(jì)算與邊緣計(jì)算結(jié)合，使云計(jì)算與邊緣計(jì)算協(xié)同，將終端的算力上移，將云端的算力下沉至網(wǎng)絡(luò)邊緣，構(gòu)建“云、邊、端”三方協(xié)同架構(gòu)，既能有效突破了云計(jì)算的瓶頸，又能釋放終端配置升級(jí)壓力，實(shí)現(xiàn)邊緣智能、低延時(shí)和大帶寬處理數(shù)據(jù)。

圖3：云計(jì)算與邊緣計(jì)算（此圖來源于網(wǎng)絡(luò)）

綜上所述，邊緣計(jì)算與云計(jì)算之間是互補(bǔ)協(xié)同關(guān)系，而不是替代關(guān)系。邊緣計(jì)算與云計(jì)算需要通過緊密協(xié)同才能更好的滿足各種需求場(chǎng)景的匹配，從而放大邊緣計(jì)算和云計(jì)算的應(yīng)用價(jià)值。邊緣計(jì)算既靠近執(zhí)行單元，更是云端所需高價(jià)值數(shù)據(jù)的采集和初步處理單元，可以更好地支撐云端應(yīng)用；反之，云計(jì)算通過大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化輸出業(yè)務(wù)規(guī)則或模型下發(fā)到邊緣側(cè)，邊緣計(jì)算基于新業(yè)務(wù)規(guī)則或模型運(yùn)行。煙葉一體化項(xiàng)目組質(zhì)疑問難、專精覃思后推斷，行業(yè)兩級(jí)多點(diǎn)的“1+1+N”總體布局是分布式云平臺(tái)架構(gòu)，具有分布式云計(jì)算及對(duì)邊端垂直管理的特點(diǎn)。在云端管理下，邊端先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)、處理，提取特征數(shù)據(jù)傳輸給云端再進(jìn)行計(jì)算分析，這種云計(jì)算與邊緣計(jì)算配合運(yùn)用的模式最貼近行業(yè)業(yè)務(wù)實(shí)際，云邊協(xié)同的設(shè)計(jì)構(gòu)思由此而來。

二、 云邊協(xié)同包含的類型

按照云邊協(xié)同構(gòu)思，遵循“業(yè)務(wù)應(yīng)用在邊緣，管理在云端”模式，結(jié)合行業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、行業(yè)應(yīng)用多級(jí)和多點(diǎn)部署的特點(diǎn)，煙葉一體化項(xiàng)目組將云邊協(xié)同分為數(shù)據(jù)協(xié)同、應(yīng)用管理協(xié)同、資源協(xié)同、業(yè)務(wù)管理協(xié)同、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)同、多接入邊緣計(jì)算（MEC）協(xié)同六種類型。

1．數(shù)據(jù)協(xié)同：指數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、展示時(shí)，邊緣節(jié)點(diǎn)應(yīng)提供通信協(xié)議擴(kuò)展能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)備、資產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集，按照規(guī)則、數(shù)據(jù)模型、標(biāo)簽標(biāo)識(shí)等對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理與分析，并將處理結(jié)果以及相關(guān)數(shù)據(jù)按規(guī)則、標(biāo)簽傳至上級(jí)云端；云端制定邊緣節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)上傳策略、模型并下發(fā)給邊緣節(jié)點(diǎn)執(zhí)行，并對(duì)接收的海量數(shù)據(jù)分類存儲(chǔ)、進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析與價(jià)值挖掘，主要數(shù)據(jù)處理、展示在云端的數(shù)據(jù)中臺(tái)。

2．應(yīng)用管理協(xié)同：指行業(yè)應(yīng)用涉及在下級(jí)云、邊、端部署時(shí)，下級(jí)節(jié)點(diǎn)提供應(yīng)用部署與運(yùn)行環(huán)境及生命周期管理API；云端實(shí)現(xiàn)對(duì)邊緣應(yīng)用的全生命周期管理及邊緣節(jié)點(diǎn)應(yīng)用開發(fā)、測(cè)試、監(jiān)控、維護(hù)能力，包括應(yīng)用的推送、安裝、卸載、更新、監(jiān)控及日志等，主要應(yīng)用管理在云端的業(yè)務(wù)中臺(tái)實(shí)現(xiàn)。

3．資源協(xié)同：泛指涉及行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、采集、計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、虛擬化、容器、數(shù)據(jù)庫等軟、硬基礎(chǔ)設(shè)施資源；云端提供資源調(diào)度管理策略，包括邊、端的設(shè)備管理、基礎(chǔ)設(shè)施管理、網(wǎng)絡(luò)連接管理、微服務(wù)管理（網(wǎng)關(guān)、容器）、數(shù)據(jù)庫管理（分庫分表、熱點(diǎn)數(shù)據(jù)庫緩存）等，主要通過操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

4．業(yè)務(wù)管理協(xié)同：指在行業(yè)全領(lǐng)域業(yè)務(wù)一體化統(tǒng)籌策略下，邊緣節(jié)點(diǎn)應(yīng)提供模塊化、微服務(wù)化應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)實(shí)例及業(yè)務(wù)編排API能力（如Location API、QoS Control API、Data Plane API 、RNIS等），并按需運(yùn)行云端下發(fā)的實(shí)例，匹配場(chǎng)景與實(shí)際業(yè)務(wù)變化需求等；云端根據(jù)工業(yè)制造和商業(yè)生產(chǎn)邏輯、排產(chǎn)計(jì)劃、加工計(jì)劃等提供應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)編排能力，按需對(duì)應(yīng)用或網(wǎng)絡(luò)實(shí)例等進(jìn)行業(yè)務(wù)編排，主要通過業(yè)務(wù)系統(tǒng)及中臺(tái)實(shí)現(xiàn)。

5.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)同:指行業(yè)網(wǎng)絡(luò)在接入、匯聚、核心層與業(yè)務(wù)、云平臺(tái)、邊端節(jié)點(diǎn)的協(xié)同融合即云網(wǎng)融合，可分為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)、行業(yè)骨干網(wǎng)、省級(jí)接入網(wǎng)三部分（可詳見，煙葉一體化項(xiàng)目組撰寫的《行業(yè)1242架構(gòu)下基于SDN的云網(wǎng)融合》）。云網(wǎng)融合主要是根據(jù)各省級(jí)云平臺(tái)建設(shè)模式、選用技術(shù)、終端設(shè)備連接類型為行業(yè)省級(jí)節(jié)點(diǎn)、分支節(jié)點(diǎn)等，提供訪問能力。通過對(duì)不同業(yè)務(wù)流的感知，選擇合適的傳輸方式和路徑（基于專線或互聯(lián)網(wǎng)的SDN-WAN），實(shí)現(xiàn)多條WAN鏈路間流量調(diào)度忙閑調(diào)優(yōu)。邊緣節(jié)點(diǎn)提供廣域網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)資源以及設(shè)備自身管理API，支持按照云端下發(fā)的WAN資源流量調(diào)度策略調(diào)度相關(guān)WAN資源，提供WAN應(yīng)用實(shí)例，實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)流的自動(dòng)感知，并通過打標(biāo)簽方式實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別業(yè)務(wù)流的區(qū)分；云端通過全網(wǎng)整體流量負(fù)載的大數(shù)據(jù)分析制定流量調(diào)度策略，下發(fā)給邊緣節(jié)點(diǎn)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流策略管理及針對(duì)性的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)編排，不同業(yè)務(wù)流的QoS全網(wǎng)匹配，各業(yè)務(wù)流的智能選路傳輸（通過層級(jí)節(jié)點(diǎn)上傳或直傳行業(yè)云），主要通過業(yè)務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中臺(tái)、SDN網(wǎng)管系統(tǒng)、5G切片專網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)。

?6.多接入邊緣計(jì)算協(xié)同：多接入邊緣計(jì)算（MEC），廣為熟知的名稱是移動(dòng)邊緣計(jì)算，屬于一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）已將其名稱從移動(dòng)邊緣計(jì)算正式改為多接入邊緣計(jì)算。結(jié)合行業(yè)基層環(huán)境復(fù)雜（站、點(diǎn)、庫無專線）、設(shè)備類型繁多（打掃碼設(shè)備、移動(dòng)數(shù)采設(shè)備、傳感器）、5G應(yīng)用需求劇增（移動(dòng)辦公、地圖導(dǎo)航、視頻監(jiān)控、AR）等現(xiàn)況特點(diǎn)，多接入邊緣計(jì)算需作為云邊協(xié)同的一種補(bǔ)充。多接入邊緣計(jì)算分為邊緣云放置、計(jì)算卸載、服務(wù)遷移、群智協(xié)同四種技術(shù)，在行業(yè)云邊協(xié)同時(shí)主要使用的是計(jì)算卸載(可參考，《An offloading algorithm with multiple mobile nodes and multiple edge servers》)，即通過MEC設(shè)備將一部分或全部計(jì)算任務(wù)交給就近的云或邊設(shè)備處理，以減少網(wǎng)絡(luò)操作和服務(wù)交付時(shí)延，特征包括“鄰近性、低時(shí)延、高寬帶和位置認(rèn)知”，主要通過SDN網(wǎng)管系統(tǒng)、MEC、CPE等設(shè)備實(shí)現(xiàn)。

三、 小結(jié)

行業(yè)1242架構(gòu)下的云邊協(xié)同分為“云、邊、端”三個(gè)部分：“云”是行業(yè)云計(jì)算、省級(jí)云計(jì)算的中心節(jié)點(diǎn)，是邊緣計(jì)算的管控端；“邊”是相對(duì)于行業(yè)中心節(jié)點(diǎn)的省級(jí)云計(jì)算節(jié)點(diǎn)或分布在鄰近業(yè)務(wù)現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，分為基礎(chǔ)設(shè)施邊緣和設(shè)備邊緣；“端”是終端設(shè)備，如手機(jī)、智能裝備、各類傳感器、攝像頭等。隨著云計(jì)算能力從中心下沉到邊緣，邊緣計(jì)算將推動(dòng)形成“云、邊、端”一體化的協(xié)同計(jì)算體系。在行業(yè)應(yīng)用中，云計(jì)算更適合大規(guī)模數(shù)據(jù)的集中處理，而邊緣計(jì)算可以用于小規(guī)模的智能分析和本地服務(wù)。邊緣計(jì)算與云計(jì)算相輔相成、融合協(xié)同，這將在更大程度上助力行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。